Nhựa epoxy với những ưu điểm tốt về độ bền hóa học, khả năng chịu tác động môi trường tốt, được ứng dụng nhiều trong các công trình và ngành công nghiệp. Tuy vậy, do có nhiều vòng thơm trong cấu trúc nên nhựa epoxy dòn và kém dẻo dai. Để cải thiện độ kém dẻo dai của nhựa epoxy, đã có nhiều công trình nghiên cứu trên cơ sở biến tính thành phần mạch chính của nhựa epoxy hay sử dụng các chất đóng rắn khác nhau.

Trong nghiên cứu, dầu đậu nành epoxy hóa đã được biến tính. Kết quả cho thấy, nhiệt độ thủy tinh hóa (Tg) giảm. Kết quả phân tích FTIR cho thấy dầu đậu nành epoxy hóa đã phản ứng với chất đóng rắn để tạo thành mạng không gian và tăng khả năng tương thích tốt với nhựa đường. Dầu đậu nành epoxy hóa (ESO) có hàm lượng ESO từ 0 đến 20%. Độ bền uốn của màng epoxy được tăng lên đến 100%, làm tăng tính mềm dẻo của nhựa epoxy. Các tỷ lệ khác nhau của nhựa epoxy (E) và dầu đậu nành epoxy hóa (ESO) đã được đưa vào hỗn hợp polyme acrylic - silicone với sự hiện diện của polyisocyanate (NCO) làm chất đóng rắn. Các kết quả thu được cho thấy khả năng kết hợp E và ESO ở tỷ lệ 9:1 thì polyme epoxy/chất đóng rắn ở mức đóng rắn tối ưu, độ ẩm tốt hơn, đặc tính vật lý - cơ học tốt, ổn định nhiệt và khả năng chống ăn mòn được tăng cường đáng kể.

Dầu đậu nành là nguồn nguyên liệu rất phổ biến ở Việt Nam. Dầu đậu nành được sử dụng rộng rãi để biến tính nhựa epoxy do trong dầu đậu nành có lượng lớn các liên kết đôi C=C. Đặc biệt dầu đậu nành tương thích với cấu trúc mạch epoxy mà không ảnh hưởng đến đặc tính vật liệu. Động học của phản ứng epoxy hóa dầu đậu nành sử dụng xúc tác trên cơ sở muối wonfram. Quá trình epoxy hóa đã đạt 91% chuyển hóa nối đôi; 87,66% hiệu suất epoxy hóa và hệ xúc tác có độ chọn lọc 0,96. Sản phẩn nhận được sau 1 giờ phản ứng ở 60 độ C có hàm lượng nhóm oxiran đạt 6,68%. Hằng số tốc độ của phản ứng (K) thực hiện tại các nhiệt độ nằm trong khoảng 0,45-1,16×10-2 L.mol-1.s-1 và năng lượng hoạt hóa của phản ứng là 44,26 KJ.mol-1.

Trong công trình nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành tách axit béo dầu đậu nành và dùng axit béo dầu đậu nành để biến tính cho nhựa epoxy DER 671X75. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách axit béo dầu đậu nành. Tổng hợp nhựa epoxy este từ dầu đậu nành epoxy hóa và đánh giá tính chất cơ lý của màng nhựa epoxy este.

Phổ FTIR của axit béo dầu đậu nành

Phổ FTIR của nhựa epoxy este

Axit béo dầu đậu nành được tách ra bằng phương pháp xà phòng hóa. Giai đoạn xà phòng hóa axit béo dầu đậu nành sử dụng dung dịch NaOH nồng độ 30%, nhiệt độ 100 oC, thời gian phản ứng là 2 giờ. Giai đoạn axit hóa sử dụng dung dịch H2SO4 20%, nhiệt độ 80 oC, thời gian phản ứng 4 giờ. Nhựa epoxy hóa dầu đậu nành được tổng hợp với tỷ lệ nhựa: axit là 1:2, nhiệt độ phản ứng 220 oC, thời gian phản ứng 6 giờ cho hiệu suất phản ứng cao nhất. Màng polyme epoxy este (màng epoxy hóa dầu đậu nành) có độ bền cơ lý cao, đã cải thiện và nâng cao tính dẻo dai của nhựa epoxy.